Development and Characterization of Betel Nut Fiber Composite as a Food Packaging Material

Abstract

The current study is aimed to develop a green packaging material out of betel nut fiber waste that holds up to the values of commercial food packaging. Biocomposites of betel nut fiber were prepared with varying fiber concentrations of 9, 10 and 12% and subjected to utility-based mechanical, physical, morphological and storability tests using chilies for storage. The composite with 10% fiber content exhibited superior strength features with tensile strength, compressive strength, elastic modulus, nanohardness and minimum creep rate values of 1.59 MPa, 426.23 MPa, 2.032 GPa, 99.729 MPa and 37.02, respectively. It possessed a characteristic elasto-plastic and stress-strain behavior, favorable for storage and transportation. Along with the superior mechanical properties, the selected composite manifested a lower water vapor permeability of 4.635 x 10(-9) g/msPa and a minimal sorption capacity of 51.01% in comparison with cardboard sheets (currently used packaging material for chilies). Chilies stored in developed betel nut fiber composite exhibited a significantly higher value of firmness and reduced value of degradation factors as compared to that in cardboard boxes. Hence, it can be concluded that bearing all the superior properties, the developed composite is more functional than the cardboard cartons for storage and transportation.

TSC Opinion

L’utilisation de fibres naturelles dans les composites plastiques n’est pas nouvelle. Par exemple la cellulose ou les déchets cellulosiques ont largement été utilisés comme agent de charge dans les formulations des polymères plastiques. Les auteurs de cette étude présentent ici l’utilisation d’une fibre de noix d’arec issue de déchets de production. Le matériau fabriqué répond aux exigences techniques des applications comme carton d’emballage. Il s’agit dans ce cas d’un matériau partiellement biosourcé. On peut attendre de ce type de composite qu’il soit facilement biodégradable, au moins pour la partie fibreuse. Cette approche technique ne peut pas constituer une solution durable pour des gros volumes de production, mais présente une opportunité d’utilisation à valoriser. Il serait intéressant de vérifier, dans le cadre d’une approche en économie circulaire, si ces déchets pourraient être évités, si ces emballages sont nécessaires et comment leur fin de vie est gérée.